Additifs ignifuges pour la dispersion de styrène-butadiène ?

Bien sûr, il existe des additifs pour rendre les dispersions SB ignifuges. Cependant, il est souvent plus logique de commencer par un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, car il y a moins d'additifs, les performances sont meilleures et les coûts sont réduits. D'autant plus que les additifs ignifuges deviennent de plus en plus compliqués et coûteux.

La manière habituelle d'ajouter des additifs FR

Vous pouvez rendre les dispersions de styrène-butadiène (SBR) ignifuges en incorporant les éléments suivants additifs ignifuges spécifiques dans le mélange de latex liquide. Ce processus implique généralement l'ajout du retardateur de flamme sous la forme d'une fine couche d'eau. dispersion ou poudre au cours de la phase de composition.

Les principales approches consistent à utiliser différents types de retardateurs de flamme, souvent dans des combinaisons synergiques :

1. Systèmes contenant des halogènes (traditionnels)

Ces systèmes sont très efficaces pour supprimer les flammes en phase gazeuse, mais ils sont de plus en plus limités en raison des préoccupations environnementales et de la production d'une fumée dense et de gaz toxiques/corrosifs lors de la combustion.

• Donneurs d'halogène : Composés contenant Chlore (Cl) ou Brome (Br), tels que paraffines chlorées ou composés organiques bromés (par exemple, phosphate bromé, bromures aromatiques ou polyols bromés spécifiques).
• Synergiques : Souvent combiné avec Trioxyde d'antimoine (Sb2O3) ou Borate de zinc. Le synergiste renforce considérablement l'action ignifuge du composé halogéné.

2. Systèmes sans halogène (solutions de remplacement privilégiées/vertes)

Ils sont privilégiés pour la réduction des fumées et de la toxicité, et agissent principalement en phase condensée (en formant un charbon protecteur) ou en refroidissant et en diluant les gaz de combustion.

A. Retardateurs de flamme inorganiques

Ils reposent sur un mécanisme physique, tel que la décomposition endothermique (absorption de chaleur) et la libération de gaz non combustibles (comme la vapeur d'eau) pour diluer le combustible.

• Hydroxyde d'aluminium (ATH) : Il s'agit d'une option très courante, non toxique et peu fumante. Il se décompose lorsqu'il est chauffé, libérant de la vapeur d'eau et absorbant une grande quantité de chaleur.
• Hydroxyde de magnésium (MDH) : Similaire à l'ATH, mais avec une température de décomposition plus élevée, ce qui le rend adapté à des températures de traitement plus élevées.
• Nano-poudres : Matériaux tels que poudres sans nanoparticules (souvent composés d'ATH ou de MDH) peuvent être utilisés comme additifs rentables, non toxiques et respectueux de l'environnement, avec un bon effet ignifuge.

B. Systèmes ignifuges intumescents (IFR)

Les IFR gonflent sous l'effet de la chaleur et forment un char volumineux et isolant (une couche de carbone moussé) à la surface du matériau. Cette couche de charbon agit comme un barrière physique pour réduire le transfert de chaleur et empêcher les gaz combustibles de s'échapper.

Un système IFR typique pour la dispersion SBR se compose de trois éléments principaux :

• Source d'acide : En général Polyphosphate d'ammonium (APP). Ce dernier se décompose pour donner de l'acide polyphosphorique, qui catalyse la formation de charbon.
• Source de carbone (agent de carbonisation) : Souvent, un polyol comme pentaérythritol (PER) ou des dérivés de l'amidon. Ceux-ci réagissent avec l'acide pour former un charbon carboné.
• Agent gonflant (Spumific) : Généralement Mélamine ou un dérivé. Des gaz ininflammables (comme l'azote) sont ainsi libérés pour faire mousser la couche de charbon.

Remarque : Les IFR doivent parfois être microencapsulé d'améliorer leur solubilité dans l'eau et la compatibilité avec la dispersion de latex SBR à base d'eau. Agents synergiques comme le borate de zinc ou des oxydes métalliques spécifiques peuvent également être ajoutés pour améliorer les performances IFR et la stabilité du charbon.

Les dispersions UAE sont moins inflammables

Les dispersions VAE (acétate de vinyle-éthylène) sont souvent considérées comme une solution meilleure et plus moderne que les dispersions SBR (caoutchouc styrène-butadiène) lorsque la sécurité incendie est une exigence critique.

Voici pourquoi les dispersions VAE présentent des avantages inhérents par rapport au SBR en termes d'ignifugation et de sécurité globale :

1. Inflammabilité inhérente et formation de charbons

• VAE (acétate de vinyle-éthylène) : Les copolymères UAE ont une faible inflammabilité intrinsèque par rapport au SBR. Lorsque le VAE brûle, le composant acétate de vinyle (similaire à l'EVA, ou éthylène-acétate de vinyle) a une voie de dégradation différente de celle du SBR. La décomposition thermique du VAE peut conduire à la formation d'un couche de charbon carboné et la libération d'acide acétique, qui contribue à ralentir le processus de combustion.
  • Résultat : Les films à base de VAE brûlent souvent légèrement, produisent des fumées moins denses et plus légères (blanches), ou peuvent être auto-extinguible dans certains tests.
• SBR (caoutchouc styrène-butadiène) : Le SBR est basé sur des monomères à haut pouvoir calorifique (styrène et butadiène). Lorsque le SBR brûle, il a tendance à se dégrader de manière plus agressive, ce qui entraîne un taux de dégagement de chaleur élevé et la production de fumée noire et dense.

2. Réduction du besoin d'additifs

En raison de la faible inflammabilité inhérente du VAE, la quantité d'additifs ignifuges externes nécessaire pour répondre à une norme d'incendie spécifique (comme DIN ISO 9239 ou LOI) est souvent de 1,5 million d'euros. réduit de manière significative par rapport aux formulations SBR.

• Il s'agit d'un avantage majeur pour le coût, la stabilité du processus et la qualité du produit final, Il est important de noter qu'une charge élevée peut parfois compromettre les propriétés physiques d'un produit (par exemple, la flexibilité, l'adhérence).

3. Avantages pour l'environnement et la santé

Outre une meilleure tenue au feu, le VAE répond à plusieurs préoccupations environnementales et sanitaires liées au SBR traditionnel :⁶